Anomaly detection deals with detecting deviations from established patterns within data. It has various applications like autonomous driving, predictive maintenance, and medical diagnosis. To improve anomaly detection accuracy, transfer learning can be applied to large, pre-trained models and adapt them to the specific application context. In this paper, we propose a novel framework for online-adaptive anomaly detection using transfer learning. The approach adapts to different environments by selecting visually similar training images and online fitting a normality model to EfficientNet features extracted from the training subset. Anomaly detection is then performed by computing the Mahalanobis distance between the normality model and the test image features. Different similarity measures (SIFT/FLANN, Cosine) and normality models (MVG, OCSVM) are employed and compared with each other. We evaluate the approach on different anomaly detection benchmarks and data collected in controlled laboratory settings. Experimental results showcase a detection accuracy exceeding 0.975, outperforming the state-of-the-art ET-NET approach.


翻译:异常检测旨在识别数据中偏离既定模式的现象,其在自动驾驶、预测性维护及医疗诊断等领域具有广泛应用。为提高异常检测精度,可将迁移学习应用于大规模预训练模型,使其适应特定应用场景。本文提出一种基于迁移学习的在线自适应异常检测新框架。该方法通过选取视觉相似的训练图像,并对训练子集提取的EfficientNet特征在线拟合正态性模型,从而适应不同环境。异常检测通过计算正态性模型与测试图像特征之间的马氏距离实现。研究采用多种相似性度量方法(SIFT/FLANN、余弦相似度)与正态性模型(多元高斯分布、单类支持向量机)进行对比验证。我们在多个异常检测基准数据集及受控实验室环境采集数据上评估该方法,实验结果显示其检测精度超过0.975,性能优于当前最先进的ET-NET方法。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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